Способ управления тиристорами переключателя питания и устройство для его осуществления

Способ управления тиристорами переключателя питания и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ управления тиристорами переключателя питанияm-фазной нагрузки переменного напряжения, заключающийся в том, что снимают управляющие сигналы со встречно-параллельных тиристоров основной сеИ ти и одновременно подают управляющие сигналы на тиристоры резервной сети, отличающийся тем, что, -с целью повышения надежности работы переключателя при повыменин быстродействия переключения при отклонении параметров основной сети, подают управляющие сигналы на тиристоры резервной сети, полярность которых совпадает с проводимостью открытых тиристоров основной сети, -после Прекращения проводимости тиристора основной сети в каждой фазе подают .сигнё1л включения на тиристор резервной сети противоположной провЬдимости , причем в случае пробоя i тиристора основной сети .запрещают переключение на резервную сеть, а в (Л случае пробоя тиристора резервной сети переключают с основной сети на резервную. л 4 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН

П9) (Н) 1(5Н Н 02 У, 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЬЗЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

1 - » ;. . (i 5 i .. r»t»: <», (с Ф

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2787704/24-07 (22) 01.08.79 (46) 07.11.83. Бюл. Р 41 (72) Ю.П.Кузнецов, A.A.Метлин и A.Ä.Íoâèêîâ (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Проспект фирюзы Етегэоп Статические системы непрерывного электропитания на выставке Электро-77 в г.Москве.

2. Авторское свидетельство СССР

В 577610, кл, Н 02 J 9/06, 1975. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ THPHCTOPANH

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ ПИТАНИЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ управления тиристорами переключателя питания ю-фазной нагрузки переменного напряжения, заключающийся в том, что снимают управляющие сигналы со встречно-параллельных тиристоров основной сети и одновременно подают управляющие сигналы на тиристоры резервной сети, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы переключателя при повышении быстродействия переключения при отклонении параметров основной сети, подают управляющие сигналы на тиристоры резервной сети, полярность которых совпадает с проводимостью открытых тиристоров основной сети, после прекращения проводимости тири- стора основной сети в каждой фазе подают .сигнал включения на тиристор резервной сети противоположной проводимости, причем в случае пробоя тиристора основной сети запрещают переключение на резервную сеть, а в случае пробоя тиристора резервной сети переключают с основной сети на резервную.

776475

2 ° Устройство для осуществления .способа по п. 1, содержащее блоки управления тиристорами по числу тиристоров, блоки токовой зашиты, датчики напряженйя и датчики-проводимости каждого тиристора, причем выходы этих блоков и датчиков подключены ко входам логических схем каждой сети, а выходы логических схем подключены ко входам блоков управления тиристорами и к соответствующим входам логической схемы другой сети.

Изобретение относится к способам каждой фазы основной сети и одновреуправления низков6льтными злектриче- менно подают управляющие сигналы на

ckHMH бескойтактйыми аппаратами, а гиристоры резервной сети, полярность именно к способам переключения наг- которых совпадает с полярностью то руэки переменного напряжения на дру- 5 ка потребителя, при этом сигналы гой источник питания при отклонении управления подают сначала на тириtIapahieòôOâ пйтавщей сети основного стори, полярность которых совпадает исто4йика от- допустимых пределов. с полярностью тока потребителя в 5ео"Устройство, реализующее этот Способ, " мент равенства величины напряжения может широко использоваться в обла- )() основной и резервной сети в каждой стй электроснабжения -ответственных фазе, а затем после первого равенстпотребителей, не.допускающих пере- . ва тока нулю, подают сигналы управрйва питания более половины периода ления на тиристоры обоих полярностей. пнтающего нанряжения. Данный способ является наиболее близИзвестен способ пербМлючеййя наг- 1 5 ким к опйсйваемому изобретению по рузки на резервный синхронный источ- . технической сущности и достигаемоник jl) на-оснбве использования му результату. Способ осуществляют бесконтактйых устройств со встРеч- :устройством, Содержащим -встречно-па нб- параллельйымй тиристорами, управ- раллельные тиристоры в т -фазах ляеьыми импульсами, формирующимися обоих источников, объединенных на в блоках выходных каскадов, заданной 20 нагрузке, блоки управления тиристо.длительности и полярноСтй в Соответ- рами, блоки токовой защиты, датчики ствии с коммутируемым силовым напря- напряжения и логические схемы кажжением для каждой фаэы.- дой сетй, входы логических схем

° J

: подключены ic выходам блока токовой

Данный способ реализуется с защиты и датчикам напряжения, а вы- . использованием статических преобра- ходы к блокам управления соответстзователей и статического переключа- вующего тиристора. теля на резервную сеть. Основная " - Недостатками известного техничеструктурная. схема содержит два кана ского решения являются низкая. надежла злектросйабжения потребителей. 30 ность. переключателя при получении

Основной канал обеспечивает посто- сигналов о работе тиристоров по датЯнное и непрерывное электропитание чикам тока по ребителя: при пробое

" "= = в жестких пределах допустимого откло- в тиристорах основной и резервной нения. В случае выхода из строя обо- сети даже при синхронных источниках рудования основного канала, происхо- 35 в момент переключения происходит дит переключение нагрузки на резерв- отказ переключателя, при пробое при ный канал. несинхронных источниках потребитель

I теряе питание; трудность реализаНедостатками укаэанного техниче- ции датчиков нуля тока потребителя . ского Решения являются: усложнение 40 для оценки работы на уровне токов канала для выполнения требований удерживания тиристоров, необходисинхронности источниковая обязатель-, мость подачи сигналов управления в ное наличие только синхронных источ- момент равенства величины иапряжеников на входе статичеСкого переклю- ° ния основной и резервной сети, что чателя; недостаточная надежность, может увеличить время переключения

45 при повреждении тирйсторов статиче- Целью изобретения является повыского переключателя. Шение надежности работы переключате Иэвестен также способ управления ля при повыаении быстродействия петиристорами переключателя питания реключения при отклонении параметров щ-фазной нагрузки переменного иапря- основной сети. жеиия 2 ), заключающийся s том, что 50: указанная цель достигается при снимают управляющйе сагнаЖХ-со реализации способа управления тиривстречно-параллельных тиристоров .. сторами переключателя питания и -фаз»

776475!

23, 24, 25 с двумя входами, поичем первый вход — инверсный; комбинапи20. онные логические элементы 26, 27 задержки с инверсным выходом, причем задержка вносится только при переходе входного сигнала из состоя.ния логической 1 в состояние ло25 гического 0 ° логические элементы И 28, 29; 30, 31 с двумя входами; логический элемент ИЛИ 32

° с тремя входами; одновибратор 33 с инверсным выходом; R--S триггеры 34 и 35, причем первый вход — вход Й, второй — вход S;. генератор 36 сигнала логической единицы; кнопку 37 сброса триггера 35 в нулевое состояние, Устройство работает следующим образом.

Ключом 14 приоритета от источника 15 логического сигнала включается любой тиристорный ключ (6, 7) или (6, 7 ) и нагрузка 13 подключа40 ется к соответствующему источнику питания.

При отклонении уровня напряжения на источнике питания схема датчика напряжения (2, 3) подает логический

45 .сигнал на входы схем 12, 12 для

t отключения тиристоров одного источника и включения второго. В момент, прохождения сигнала на отключение логическая схема 12 от датчиков

50 проводимости (4, 5) получает информацию о проводящем тиристоре 6 или 7.

При проводящем тиристоре 6 логическая схема 12 подает выходной импульс на тиристор той же проводимости 6

f при проводящем тиристоре 7 — на тири стор

При прекращении тока через отключаемый тиристьр подается команда на второй тиристор вновь включенного источника.

65 и практически беэ перерыва при синной нагрузки переменного напряжения, состоящего в том, что снимают управляющие сигналы со встречно-параллельных тиристоров основной сети и одновременно подают управляющие сигналы на тиристоры резервной сети, Предлагаемый способ отличается тем, что подают управляющие сигналы на тиристоры резервной сети, полярность которых совпадает с проводимостью открытия тиристоров основной сети, после прекращения проводимости тиристора основной сети в каждой фазе подают сигнал включения на тиристор резервной сети противоположной проводимости, причем в случае пробоя тиристора основной сети запрещают переключение на резервную сеть, а в случае пробоя тиристора резервной сети переключают с основной сети на резервную.

Такой способ может быть осуществлен новым устройством, содержащим блоки управления тиристорами по чис° лу тиристоров, блоки токовой защиты, датчики напряжения и датчики проводимости каждого тиристора, причем выходы этих блоков и датчиков подключены ко входам логических схем каждой сети, а выходы логических схем подключены ко входам блоков управления, тиристорами и к соответствующим входам логической схемы другой сети.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего .способ переключения нагрузки переменного напряжения, (показана одна фаза); на . фиг. 2 — электрическая схема блока логики переключателя питания переменного напряжения; на фиг. 3 — временные потенциальные диаграммы, поясняющие работу устройства при переключении.

Блок схема содержит источник 1 питания переменного напряжения, трансформатор 2 датчика напряжения,, датчик 3 напряжения, который выполнен по общеизвестной схеме, датчики 4 и 5 проводимости тиристоров, которые выполняются в виде датчиков тока, фиксирующих открытое и закры тое состояние тиристоров, причем уровень тока фиксации должен быть меньше тока удерживания тиристора.

Предпочтительно использование датчика в виде высокочастотного генератора, замкнутого на тиристор.

Возможно выполнение датчиков-проводимости тиристоров в виде датчиков напряжения,,фиксирующих полярность и уровень напряжения на тиристорах.

Схема также содержит силовые тиристоры 6, 7 переключателя, блоки 8, 9 управления тиристорами, эт и блоки могут быть выполнены по любой изб известных схем, позволяющей формиро- вать широкий импульс управления на тиристорах, трансформатор 10 тока; блок 11 токовой защиты; логическую схему 12 управления, эта схема пост" роена на базе логических элементов, распространенных серий, нагрузку 13, ключ 14 переключения приоритета; источник 15 сигнала логической единицы (штрих на чертеже обозначает. элементы схемы второго источника) .

Электрическая схема содержит ком10 бинационный логический алемент И 16 с тремя входами, причем второй вход — инверсный;. комбинационный логический элемент ИЛИ 17 с двумя входами, причем первый вход инверсный; инвертор 18; логические элементы ИЛИ 19, 20, 21, 22, комбинационные логическйе элементы И

Таким образом, схема обеспечивает переключение с одного источника на другой эа половину периода при несинхронных и несинфазных источниках мает мбаетгг едаябллаветвьтытвбттйкаялееееаеончоеаеж .—.-". :теабдевд дааклтяьеве";

776475 хронных и синфазных источниках пита- ствует логический сигнал нуля с выния. ДопоулниТельные" Дайные приведе-, хода элемента 19, определяющий выклюны на фиг. 3.,, Ченное состояние данного плеча. ТаПРй ПРОбОЕ тйрнетОРдат РтЕЭЕРВНОГО КИМ ОбраЗОМ, На ОбОИХ ВХОДаХ ЭЛЕМЕНйсМоч)Тйка датчйк пров фййости -дает . та 30 присутствуют сигналы логичелогический сигнал в Чхему 12, кото- 5 ской единицы, что прнведет к появле"рая вырабатывает команду на отклю- нию, на его выходе сигнала логической

" " ченйе работа1ЙГеФая тйрйс о7ного- ком"- " единицы", который через -элемент 22 мутатора и включает резервнйй" источ- подается на триггер 34, устанавливая ник питания. При этом проводгйтся пе = -на его выходе состояние логической реключение с блокировкой максималь- б О единицы. Сигнал с выхода триггера 34 ной токовой зайитй на йолбовину пери- подается на выход датчика, откуда и ода частотМ сети, — поступает на вход блока 9 логической

Прй пробое тйрйсттгяйо яВЪйогО схемй другого плеча, и вызывает его йс гбчййка дкатЧйк "йроЗТфййбс%й опре- "" " =вйключение. Одновременно сигнал проделяет его нЕисправйоксть и логиче- 15 боя с выхода триггера 34 через эле-

1 ская схема 12 вырабатывает команду мент 19 подается на вторые входы запрета на включение резервной схе- элементов 23, 24 и вход элемента 26.

,ы., Появление логической единицы на вторых входах элементов 23, 24 вызывает

Уйравление работой блоков 8, 9 2О включение данного плеча, а появление осуществляется элементами 24, 23, логической единицы на входе элеменЕсли на вторые входы элементов 24, та 26 приводит к снятию логической

23 подан Сигнал логйчьеского нуля, едийицы со второго входа элемента 30, то на выходах элементов 24 и 23 так- на выходе его появится сигнал логиче яЖ уетаНаВЛИВаЕьбтСя*"туРОВЕНЬ ЛС1ГИЧЕ-"" ."25ч СКОГО НуЛя, ЧтО В СВОЮ ОЧЕрЕдЬ ПРИского нуля, неЗависимо от сигналов ведет к появлению логического нуля на первых входах этйх-элементов., на выходе элемента 22 и, следоваТаКйМ ОбраЗОМ,""ЛСбйдГбитнйт ЛОГГйтяЧЕСКОГО тЕЛЬНО, На ПЕРВОМ ВХОДЕ трИГГЕра 34. нуля на вторых входах элементов 24, Однако на его выходе будет сохранять23 однозначно определяетт вйключенное Зр ся сигнал логической единицы, так состояние блоков 8, 9. Если же на . как появление сигнала логической вторые входы элементов 24, 23 подан единицы на его втоРом входе задерсигнал логической единицы, то сиг-, живается элементом 27, налы на их выходах будут определять-. Так как данное плечо перешло во ся логическими уровнями на первых включенное состояние, тиристоры входах этих элементов.,„ З5 должны включаться поочередно, но наТак на выходе элемента 23 появит- . JIH å в паре одного или двух пробися логическая единица (что соответ-.„ тых .тиристоров приводит к тому, что ствует включенйю блока "8)" только . . в течение каждого периода питающетогда, когда логический сигнал на го напряжения имеется момент, когда первом входе этого элемента равен 40 оба тиристора проводят одновременнулю (то есть тиристор 6б закрыт), но, таким образом, на оббих входах аналогично и на выходе элетмента 24 элемента 29 в эти моменты будут прйлогическая единйца появю тся тсътлько сутствовать сигналы логической едив том случае, когда иа Ее первом ницЫ, что приведет, к появлению на входе имеется сйгнал логического 45 выходе этого элемента один раз за нуля (закрыт тиристор 7 ) . Появление период уровня логической единицы, логической "едиййцы йа этом вйходе время существования которого опреприводит к включейию блока 9. деляется длительностью одновременКонтроль исправности тиристоров HoN проводимости обоих тиристоров

Йачйалйчие пробоя осуществляется 50 паРйь Сигнал с выхода элемента 29 элементами 21, 29, 26, 30, 22, 27, через элемент 22 поступает на пер34. вый вход триггера 34 и вход элемен- та 27. Так как задержка, вносимая

Если данйое плеч6 устрОФ ФЪЪ на- . элементом 27, выбрана большей, чем ходится в выключенном состояйии, то период напряжения питающей сети, то при наличии пробоя тиристора хотя íà его выходе постоянно,присутствубн сдан"нв "снгнъдбв" даг ов"йрово- .""ет сигнал логнческого нуля, н трнгднмости "будет ра ен едннние, оба" гер "34 лродолнает оставаться в соЭтИХс СИ1"НаЛа йОаДеайтСМ И ЗМО ЗЛЕ- СТОЯНИИ ЕДИНИЦЫ. мента 21, на- выходе"жибфй"о появит- если пробой тиристора ликвидирося сигнал логической едийицы, -кото- аО "вать, моментов одноврем:нной проворый Подается на первый вход"-элемен- дймости тиристоров не будет, таким та 30, на втором входе "этого элемен- образом, на входах элемента 29 не та тахжЕ будЕт СКГНаЛегЛОГйеЧбЕдСКОй будЕт МОМЕНТОВ ОдНОВрЕМЕННОГО ПОяз. единицы, поступающей с вада эпе- ленФя" сигналов логической едйницы мейта 26, на- входе "кчотьорого присут- 65,на. выходах элементов 29 и 22 устано- е

776475 вится состояние логического нуля, а через промежуток времени, определяемый элементом 27, на втором входе триггера 34 появится уровень логической единицы, а на его выходе сигнал логического нуля. Таким образом, на втором входе элемента 19 данной логической схемы и входе блока 9 логической схемы другого плеча будуТ уровни логического нуля и устройство вернется в исходное состояние, определяемое логическими уровнями на входах устройств 5 — 9.

Если происходит пробой в тиристо. рах другого плеча, то с е о логической схемы на вход блока 9 логиче- ской схемы данного плеча поступает сигнал логической единицы, который через элемент 32 проходит на первый вход элемента 25, на выходе последнего устанавливается уровень логиче ского нуля, поступающий на первый вход элемента 19. На выходе элемента 19 также появляется сигнал логического нуля, что:приводит к выклю чению данного плеча, независимо от состояния остальных входов логической схемы. Элементы 16, 17, 18, 28, 20 определяют алгоритм включения и выклю,.чения плеча устройства в зависимости от сигналов датчиков 3 или 3 и от приоритета, задаваемого ключом 14.

Эта часть логической схемы определяется выбранным алгоритмом работы устройства.

В случае увеличения тока нагрузки выше заданного предела с блока 11 на вход датчика 5 схемы 12 поступает сигнал логической единицы, при этом, если на выходе одновибратора

33 присутствует логическая единица, .,то сигнал с входа логической схе мы 12 через элемент 31 проходит на первый вход генератора 36, который

/ переводится в единичное состояние, Сигнал логической единицы с его выхода поступает на вход элемента 25 через элемент 32, что приводит к появлению на выходе элемента 25 логического нуля и соответственно к выключению плеча.

Для того, чтобы вновь включить данное плечо, необходимо с помощью кнопки 37 кратковременно подать ло-!

О гическую единицу от генератора 36 на второй вход триггера 35, что приведет к появлению на его выходе ! логическото нуля и устройство вер1 нется в исходное состояние, 15 Для того, чтобы избежать ложных срабатываний триггера 35 при возникновении пробоя, когда возможны большие значения тока, по возникновению пробоя (появлению.на входе одновибратора 33 сигнала логической единицы) с выхода вибратора 33 на второй вход элемента 31 подается сигнал логиЧеского нуля на время порядка 1/2 периода питающей сети; этот сигнал блоки ует прохбждение сигнала с вхо да датчика 5 на первый вход триггера 35.

Таким образом, при переключении питания нагрузки с основной-сети на

З0 -резервную происходит принудительное выключение тиристоров основной сети путем выбора момента подачи управляю.щих импульсов на тиристоры резервной сети, что исключает межсетевое короткое замыкание.

Данное изобретение обеспечивает четкое переключение нагрузки перемен. ного напряжения синхронных и несинхронных источников при различных аварийных режимах как в сети, так и

40 в самом переключателе, что позволяет значительно увеличить надежность обеспечения питанием ответственных потребителей

776475 дихт

Й(Х2 иг 3

Составитель О.Наказная ,Редактор П.Горькова Техред Л.Мартяжова Корректор Л.Патай

Заказ 10836/1

8х7 и

Вх2

Buxom

Тираж 617 . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная, 4